筋肉の収縮は、エネルギー分子が アデノシン三リン酸（ATP） が存在します。 ATPは、体内の筋肉の収縮やその他の反応にエネルギーを提供します。 それはそれが与えることができる3つのリン酸基を持っており、毎回エネルギーを放出します。
ミオシンは、筋細胞のアクチン桿体（フィラメント）を引っ張ることによって筋収縮を行うモータータンパク質です。 ATPがミオシンに結合すると、モーターはアクチンロッドのグリップを解放します。 ATPの1つのリン酸基を切断し、結果として生じる2つの部分を解放することは、ミオシンが別のストロークを行うために手を差し伸べる方法です。
ATPの他に、筋細胞にはNADH、FADHなどの筋肉収縮に必要な他の分子があります2、およびクレアチンリン酸。
ATP（筋肉エネルギー分子）の構造
ATPには3つの部分があります. A 糖分子 リボースと呼ばれる分子が中心にあり、 アデニン 片側と3つのチェーン リン酸基 反対側に。 ATPのエネルギーはリン酸基に見られます。 リン酸基は非常に負に帯電しているため、自然に互いに反発します。
ただし、ATPでは、3つのリン酸基が化学結合によって隣接して保持されます。 結合間の張力、静電反発力が蓄積されたエネルギーです。 2つのリン酸基間の結合が切断されると、2つのリン酸が押し離されます。これは、ATP分子を抱き締めている酵素を動かすエネルギーです。
ATPはに侵入されます ADP（アデノシン二リン酸） リン酸塩（P）なので、ADPには2つのリン酸塩しか残っていません。
ミオシンの構造
ミオシンは、細胞内で物を動かす力を生み出すモータータンパク質のファミリーです。 ミオシンIIは筋肉の収縮を行うモーターです。 ミオシンIIは、筋細胞の長さに沿って伸びる平行な桿体であるアクチンフィラメントに結合して引っ張るモーターです。
ミオシン分子には2つの別々の部分があります。 重鎖 そしてその 軽鎖. 重鎖には、拳、手首、前腕の3つの領域があります。
重鎖には、ATPに結合してアクチンロッドを引っ張る拳のようなヘッドドメインがあります。 首の領域は、頭の領域を尾に接続する手首です。 尾の領域は前腕であり、他のミオシンモーターの尾の周りに巻き付いて、モーターの束が一緒に接続されます。
パワーストローク
ミオシンがアクチンフィラメントをつかんで引っ張ると、新しいATP分子が付着するまでミオシンを手放すことはできません。 アクチンフィラメントを放出した後、ミオシンはATPから最も外側のリン酸基を切断します。これにより、ミオシンは真っ直ぐになり、アクチンを結合して再び引っ張る準備が整います。 このまっすぐな位置で、ミオシンは再びアクチンロッドをつかみます。
次に、ミオシンはATPの破壊に起因するADPとリン酸塩を放出します。 これらの2つの分子が放出されると、前腕に向かってカールする拳のように、ミオシンの頭が首に結合します。 このカール運動はアクチンフィラメントを引っ張り、それが筋細胞を収縮させます。 ミオシンは、新しいATP分子が付着するまでアクチンを手放しません。
筋肉収縮のためのクイックエネルギー
ATPは筋肉の収縮に必要な最も重要な分子の1つです。 以来 筋細胞 ATPを高率で使い果たすと、ATPをすばやく作る方法があります。 筋細胞には、新しいATPの生成を助ける分子が大量に含まれています。 NAD +とFAD +は、それぞれNADHとFADH2の形で電子を運ぶ分子です。
ATPがほとんどの酵素が典型的なアメリカの食事を購入するのに十分な20ドル札のようなものである場合、つまり1つの反応を行う場合、NADHとFADH2はそれぞれ5ドルと3ドルのギフトカードのようなものです。 NADHとFADH2は、いわゆる 電子伝達系、電子を使用して新しいATP分子を生成します。
同様に、NADHとFADH2は債券の節約と考えることができます。 筋細胞のもう1つの分子は、クレアチンリン酸です。これは、リン酸基をADPに与える糖です。 このようにして、ADPをATPにすばやく再充電することができます。